天然水镁石粉在聚丙烯中的应用：提升阻燃性能的多方位研究

天然水镁石粉作为填充剂在聚丙烯（PP）中的应用，主要研究其对PP阻燃性能的影响。以下是该研究的关键领域概述：

阻燃机理

• 天然水镁石（主要成分氢氧化镁Mg(OH)₂）在受热分解时吸收热量、释放水蒸气，稀释氧气、降低温度、覆盖燃烧表面，发挥阻燃作用。生成的氧化镁MgO形成保护层，隔离热源，进一步抑制燃烧。

改性与分散性

• 为提升水镁石粉在PP中的分散性和界面相容性，采用硅烷、钛酸酯、磷酸酯等偶联剂进行表面改性。改性后粉体更均匀分散，减少团聚，增强粘结力，提升复合材料性能。

力学性能

• 适量水镁石粉填充（通常不超过30%）对PP的力学性能影响不大，有时通过优化分散和界面可略有提升。过量填充可能使材料变脆，导致性能下降。

阻燃性能评估

• 通过氧指数测试（OI）、垂直燃烧测试（UL-94）、热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）等评估阻燃效果。水镁石填充量增加，PP阻燃性能提升，氧指数升高，燃烧等级提升。

加工性能与成本

• 研究关注天然水镁石粉填充PP复合材料的加工性能，包括流动性、热稳定性。天然水镁石成本效益高，尤其适用于大量使用阻燃剂的场景。

环境影响

• 天然水镁石无毒、环保，符合绿色材料发展趋势，适合用于低烟无卤阻燃塑料制品，如电线电缆、家电外壳、建筑材料等。

结论 天然水镁石粉填充聚丙烯的阻燃性能研究集中于改性技术、阻燃效果、力学性能平衡、加工特性和环境友好性，目标是开发出高性能、低成本、环保的阻燃塑料材料。